双凸板材件的数控渐进成形研究

针对数控渐进反向成形中无法直接成形加工双凸板材件的问题,提出了基于双面挤压的双凸板材件数控渐进反向成形方法。该方法通过设计从正反两面可接近各形体的支撑模,并把板材用两个支撑模装夹,从正反两面挤压板材来实现双凸板材件成形。给出了双凸板材件的成形工艺方案和支撑模设计方法,研究了双凸板材件数控渐进反向成形过程数字模拟分析的方法并运用数值模拟分析了该方案的可行性,并且通过成形试验,完成了双凸板材件的制作。研究结果表明,基于双面挤压的数控渐进反向方法可应用于双凸板材件的制作。     

基于数控机床的金属板材无模单点渐进成形研究

针对金属板材无模渐进成形技术存在的设备成本高、支撑不易制作等问题,探讨了利用数控机床实现金属板材无模渐进成形的方法;研究了与此相关的成形夹具设计、支撑制作和成形加工轨迹生成等方法;通过成形加工实验验证了该方法的实用性.     

数控渐进反向成形支撑凹模STL模型生成与制作

为满足金属板材数控渐进反向成形中支撑凹模制作的需要,提出一种从板材件的CAD模型自动生成并可根据加工要求实现自动调整尺寸大小的支撑凹模STL模型,该模型可以根据已有坯料尺寸、刀具长度等因素自动进行实体分层以及支撑凹模整体制造和分层制造。最后,以具有多个较复杂曲面的STL模型为对象,给出了支撑凹模STL模型生成实例和利用四轴数控雕铣机制作支撑凹模实例。     

基于数值模拟的铝合金成形极限图获取及其应用

本文以5083-O铝合金为例,提出了一种基于数值模拟的铝合金板材成形极限图(FLD)的获取方法。通过设计合理的加载方式,可以获取板材在不同变形路径下失效时对应的极限主应变。将本文获取的FLD应用于高速动车组司机室曲面覆盖件的冲压成形,预测了3组不同棱线半径下试验件的成形效果。在1600t油压机上进行试验验证,试验件成形后的失效方式及失效位置和预测结果相吻合。本文的研究可为板材成形极限的获取和成形效果预测提供理论依据。     

基于冲压与数控渐进成形的复合成形

针对冲压工艺难以成形形状复杂板材件、冲压模具难以制造或加工成本高以及单独采用数控渐进成形加工效率低的问题,提出基于冲压工艺与数控渐进成形工艺相结合的复合成形方法,并给出了基于冲压与数控渐进成形的复合成形的数值模拟方法。采用冲压成形、数控渐进成形和复合成形3种成形方式,以有限元分析软件数值模拟分析同一形状板材件,对比分析数值模拟后的板材件的轮廓尺寸精度与厚度分布。结果可知,采用复合成形得到的板材件轮廓尺寸精度与厚度分布能够满足实际应用,所提出的复合成形方法具有可应用性。     

金属板材数控渐进分区分阶段成形研究

为解决现有金属板材数控渐进反向成形中板材件深度过大、挤压工具长度不足、支撑坯料的厚度不够以及挤压工具与工件干涉等问题,提出了一种根据板材件深度、挤压工具长度、支撑坯料的厚度以及挤压工具与工件干涉等情况、将待成形件模型和支撑模分区后分阶段成形的方法。给出了分区分阶段成形工艺方案,利用数字模拟分析了该工艺方案的可行性,并通过分区分阶段成形实验,实际制作了钣金件。研究结果表明,分区分阶段成形方式可应用于钣金件的制作。     

碟形件新型旋压成形工艺实验研究

介绍了基于离散点逐个调形原理的新型高效旋压成形工艺的原理,在研制出的旋压成形装置上进行了碟形件的成形实验,研究了成形辊加载方式对板材成形的影响,分析了蝶形件成形过程中起皱和减薄原因。结果表明,两种加载顺序蝶形件都有减薄现象出现,但是由中心向边缘的成形顺序的减薄率略低于由边缘向中心成形实验件的减薄率,着重分析了厚度为2 mm板材的旋压成形件减薄规律,为较厚板材蝶形件的加工奠定基础。     

数控渐进成形板料尺寸自动确定方法研究

在板材数控渐进成形中,为满足节省材料、降低成形加工载荷的要求,提出了基于STL(Sterolithography)模型的数控渐进成形板料尺寸自动确定方法。利用板材件底面边界多边形的最小矩形包围盒确定了板料的长、宽;根据板材件厚度的正弦减薄规律确定了板料的厚度,并生成了板材件厚度分布颜色云图。通过对不同形状的板材件比较分析表明,本方法较传统方法能够节省板料9.4%~23.5%。基于有限元分析的数字模拟结果表明,采用本方法确定的板料尺寸完全可以加工成形出预期的板材件。     

加热方式对镁合金板材温渐进成形性能及力学性能的影响

不同加热方式会影响板材的温度分布,使板材不同位置出现温差,造成材料内部出现性能差异.针对上述问题,采用碳纤维电热管和热空气这两种整体加热方式对镁合金板材进行加热,通过成形变角度圆锥件和恒定成形角的方锥件来研究加热方式和成形温度对镁合金板材成形性能及其成形零件的力学性能的影响.结果表明:在150～275℃成形温度范围内,...     

数控渐进反向成形中支撑模对成形精度的影响

针对数控渐进成形时是否采用支撑以及采用何种类型支撑的问题,探讨了支撑模的完整性对成形精度的影响。以对称圆台钣金件、非对称钣金件、非对称台阶钣金件3种典型钣金件为研究对象,分别采用全模支撑、半模支撑和无底模支撑3种支撑类型进行成形精度分析。给出了3种支撑建模方法,利用数值模拟分析了3种支撑下的成形情况,并通过成形实验制作了钣金件。研究结果表明,对称规则钣金件采用3种支撑均可;非对称钣金件采用全模支撑可保证成形精度;非对称台阶钣金件采用半模支撑可以达到理想成形效果。     

单点渐进成形装置研制

单点渐进成形是一种基于分层逐步成形的原理,每一层采用局部塑性变形,最终达到产品目标形状的先进工艺.在加工小型板材三维零件时只需要简单工装即可实现成形,但对于中、大型覆盖件则需要精度高的装置以保证工件的成形质量.利用数控铣床提供的X、Y、Z方向移动定位等功能,开发制造了适于数控铣床的单点渐进成形加工的专用装置.通过大量实...     

电子束3D打印模型处理对钛合金零件成形精度的影响

模型处理是影响3D打印钛合金零件成形精度的关键因素之一。以电子束3D打印几种典型形状TC4钛合金零件为研究对象,通过对成形零件进行精度检测,分析其在模型处理过程中引起误差的来源,提出了几项改进措施:对于圆柱体轴类零件,将模型精度设置提高到0.02 mm,可有效提高零件的成形精度;对于点阵多孔零件,提高STL数据的精度并优化切层算法,保持切层前后模型原貌是解决该问题的途径;对于针状细圆柱零件,将相同零件按照同一方向摆放,可以减少摆放角度对偏差的随机性影响;对于异形件,应在满足成形精度的前提下合理布局并减少支撑;对于薄壁零件,增加支撑密度能够有效提高零件悬空部分的成形精度。     

电器支架成形工艺及模具设计

通过对电器支架零件的冲压工艺分析,制定出了一种合理的冲压工艺方案．着重介绍了弯曲成形模及挤合成形模具结构,并对模具的设计要点进行了介绍。     

Surface flexible rolling for three-dimensional sheet metal parts

To realize highly effective and continuous fabrication of three-dimensional (3D) sheet metal parts, a new forming method, surface flexible rolling forming, has been investigated. This method takes only two integral flexible rolls as the forming tool. In the forming process, a non-uniform elongation in the rolling direction and a bending deformation in the thickness direction occur simultaneously, and finally three-dimensional surface parts are formed. In this work, the basic principle and forming mechanism of surface flexible rolling are studied. A method to calculate the transversal curvature radius of the arc-shaped roll is brought forward, while the feasibility is verified by the explicit dynamic finite element analysis. An experimental device has been developed and the forming experiments have been performed. Typical 3D surface parts including the convex and saddle surface parts have been obtained. Finite element model of surface flexible rolling is established and the effect of forming parameters such as reduction, velocity, bending radius and friction on the surface shape is analyzed. The forming effects including shape errors and thickness changes are studied by the deviation analysis. The results indicate that the formed surface is quite close to the criteria one; the thickness of the parts changes gradually and keeps within a narrow range. The experimental formed parts are measured and the forming accuracy is investigated. The results show that the accuracy is high, and are consistent with the simulation.     

数控渐进正/反向复合成形中成形顺序对成形质量的影响

对于数控渐进成形中装夹面上下两侧都具有形体特征的复杂钣金件,仅利用单一的数控渐进反向成形或正向成形无法完成其成形。针对此问题,提出了一种基于正向成形与反向成形相结合的数控渐进复合成形方法,并给出了3种复合成形策略即正向成形与反向成形的3种成形顺序:反向-正向成形、正向-反向成形、正向/反向并行成形。同时利用数值模拟和实际成形实验对比分析了上述3种成形顺序对成形质量的影响。研究结果表明,采用正向-反向成形和正向/反向并行成形的成形效果优于反向-正向成形;在3种复合成形方式中,采用正向-反向成形的成形质量与成形效率最高。     

金属微液滴竖直堆积成形工艺

通过对金属微液滴竖直堆积行为的研究,探索不同成形工艺参数下,金属微液滴竖直搭接堆积、铺展形貌的变化规律,采用有限元模拟与试验验证相结合的方法,揭示金属微液滴在较大的温度梯度及较小的成形空间下竖直搭接堆积成形过程中,熔体喷射、堆积、搭接相互影响机制机理. 结果表明,在金属微液滴竖直堆积过程中,熔体加热温度、基板与喷头的距离、扫描速度、扫描路径等工艺参数都会对成形零件的表面精度和内部质量产生很大影响,因此其工艺的匹配性研究对于提高金属微液滴堆积成形的3D打印零件精度和质量有很大的理论和实际指导意义.     

3D打印钛及钛合金的发展现状及挑战

3D打印技术正在挑战传统制造工艺的主导地位,尤其是在以钛合金为代表的金属领域凸显出巨大潜力.本文重点介绍了当前用于钛及钛合金制造的主流打印技术的研究现状,详细分析了每种技术的基本成形机理和存在问题,指出了工艺应用挑战和如何解决这些问题的可能措施.同时,对这些技术的主要优缺点进行了比较,以便于根据实际应用需求选择最佳的3...     

3D打印钛合金薄壁构件的研究进展

钛合金薄壁构件具有质量轻、结构紧凑等优势,然而因其轴向尺寸大、壁厚薄和形状复杂等几何特征,传统成形技术在成形薄壁构件时流程长、工艺复杂,严重限制了钛合金薄壁构件的应用。金属粉床3D打印技术可快速成形复杂异形零部件。为此,对电子束选区熔化技术(SEBM)和激光选区熔化技术(SLM)的成形能力和成形钛合金薄壁构件的微观组织、力学性能和表面粗糙度进行综述,并分析3D打印高性能精密复杂整体钛合金薄壁构件的发展趋势,为轻量化钛合金薄壁构件在高端装备上的应用提供参考。     

分段沉积/雕铣成型工艺及其在快速模具制造中的应用

快速成型技术可以由三维CAD模型直接制造出具有复杂结构的零件。分段沉积/雕铣成型是一种传统快速成型和CNC雕铣加工相结合的复合成型工艺。介绍了分段沉积/雕铣成型工艺的原理、装置和软件,探讨了该工艺在快速模具制造中的应用。